Использование солнечной энергии

Для преобразования солнечной энергии в электрическую имеются следующие пути:

— использование солнечной энергии как источника тепла для выработки электроэнергии традиционными способами;

- непосредственное преобразование солнечной энергии в электрический ток в солнечных элементах.

Солнечная энергия характеризуется чрезвычайной рассеян­ностью и низкой концентрацией. Например, в тропических ши­ротах плотность излучения Солнца составляет около 1 кВт/м² поверхности Земли. Для средних широт эта величина еще меньше. Любая установка для прямого исполь­зования солнечной энергии должна иметь собирающее солнеч­ные лучи устройство (коллектор) с достаточной для этого по­верхностью.

Простейшая установка такого рода - это плоский коллектор, представляющий собой зачерненную плиту, покрытую стек­лом, пропускающим видимое излучение, но непрозрачным для инфракрасного спектра. Между плитой и стеклом проложены трубки, по которым могут двигаться вода, масло и другие на­греваемые жидкости. При этом температура жидкости в труб­ках может подниматься до 200-500°С.

Более сложным коллектором является вогнутое зеркало, ко­торое сосредоточивает энергию лучей в малом объеме около фокуса. Температура в рабочем пространстве такого коллекто­ра достигает 3000°С и выше.

Прямое преобразование солнечной энергии излучения в электрическую энергию называют фотоэлектри­ческим эффектом. Наибольшее распространение получили по­лупроводниковые фотоэлементы на основе кремния. Однако коэффициент полезного действия таких фотоэлементов не пре­вышает 10-12%. В настоящее время разрабатываются фотоэле­менты из арсенида галлия, имеющие КПД более 25%. Однако они характеризуются высокой стоимостью и по этой причине не нашли широкого применения.